专利名称：可用于二维扫描方式进行激光全息光刻的镜头的制作方法
技术领域：
本实用新型属光电技术领域。
背景技术：
作为对激光全息照相技术在防伪技术中的补充，上世纪九十年代发明了数控点阵 式激光全息光刻技术。它的问世极大地丰富了激光全息技术在防伪技术中的内涵，同时大 大地降低了人的劳动强度和该技术对操作人员的个人技术的依赖程度，为该技术的普及、 推广和应用起了重要作用。尽管其反作用使得防伪力度有所降低，但它的技术含量和能产 生动感的艺术表现力，吸引人们将它推广到其它领域。所谓“全息光刻”，是因为它所刻出来 的光点中还蕴臧着极其细密的全息光栅。在激光全息光刻机中，最重要的部件就是全息光 刻镜头，它由分光镜、合光镜和聚光镜等组成。现有的全息光刻机，其分光镜多数是用衍射 光栅进行分光的，而合光镜和聚光镜则由大数值孔径的照相物镜兼用。用这种镜头形成的 含有全息光栅的聚焦光点在工作时是固定不动的，而是让位于聚焦光点中的记录介质横向 做作二维运动。做分光用的光栅片必要时能转动或平移(但聚焦光点仍不会动)。用这种 方式进行全息光刻，由于要记录的是点中的非常密集的全息光栅，因此其刻速受到很大限 制，一般只能达到10个点/秒。本专利申请者在专利号为022373748的专利中提出二维扫 描法，它虽然能使刻速提高成百倍；但在该专利中仍是以光栅做分光镜进行阐述的，虽然含 有全息光栅的聚焦光点能做二维扫描运动，但其致命缺点是将大图进行分割成宏块，每个 单元宏块不能太大，且拼接后宏块之间可能会出现微小的色差，即存在光学拼缝，影响所刻 图像的质量。
发明内容本实用新型为一种可用于二维扫描方式进行激光全息光刻的镜头；依次由光束预 处理器、x-y扫描镜、柱面镜、f- θ透镜、分光镜、全反镜组成；其特征是光束预处理器与 χ-y扫描镜之后的柱面镜相匹配，用于改变光束中能量的径向分布，χ-y扫描镜中心分别位 于由柱面镜和f-θ透镜组合而成的像散系统的各自前焦点处，分光镜紧挨f-θ透镜之后， 全反镜使两光束相交于θ透镜的后焦点处，记录介质也位于后焦点处。借用普通入射 型激光二维扫描的光学系统，在像空间进行光束的分解与合并，实现位相调制，利用二维扫 描驱动光束进行高速全息光刻；经此系统出射的双激光束能精确地相交并聚焦于系统焦平 面上的一个较大范围内；在二维扫描镜和光开关的共同作用下，含有全息干涉条纹的聚焦 光点在与此焦平面重合的记录介质上作二维运动并雕刻出带有全息光栅的图文来。用本实用新型介绍的全息光刻镜头进行全息光刻，其刻速比现市场上广泛使用的 镜头要快几百倍，且能解决专利号为02237374. 8的专利中存在的宏块分割不能太大、拼接 的宏块之间出现微小色差等问题，而且能使光能利用率提高40%以上，可达90%;特别适用 于调Q高能脉冲激光全息打标机。
说明书附图为本实用新型的光路图。1为激光器；2为光束预处理器；3为处理后的激光束；4为x-y扫描镜；5为柱面 镜；6为f- θ透镜；7为分光镜；8为全反镜；9为会聚激光束；10为记录介质。
具体实施方式
由激光器1发射的激光束，经光束预处理器2出来，处理后的激光束3入射到能实 施x_y扫描的振镜上4，在计算机及驱动电路的控制下，振镜使激光束在柱面镜5附近作二 维扫描，再经f_ θ透镜6，进入分光镜7分光，再通过后面的全反镜8，将分开的两束光9以 一定的夹角重新相交并聚焦于焦平面10，相交点在此焦平面上作二维运动，在控制开关的 作用下，扫描出既定全息类型的图文信息并由位于此处的记录介质10记录下来。为保证具有一定夹角的两束激光经反射镜反射后能在较大的面积范围内严格相 交于系统的焦平面上，对光束预处理器、柱面镜、θ透镜的精心设计最为关键。在实际 应用中，此全息光刻镜头的后半部分可围绕其中心轴旋转，以便在记录过程中，实现全息编 码。与其他类型的全息光刻镜头相比，光刻速度可提高上百倍，光能利用率可提高40%以 上，因此它特别适合于激光全息打标机中使用。
权利要求一种可用于二维扫描方式进行激光全息光刻的镜头；依次由光束预处理器、x y扫描镜、柱面镜、f θ透镜、分光镜、全反镜组成；其特征是光束预处理器与x y扫描镜之后的柱面镜相匹配，用于改变光束中能量的径向分布，x y扫描镜中心分别位于由柱面镜和f θ透镜组合而成的像散系统的各自前焦点处，分光镜紧挨f θ透镜之后，全反镜使两光束相交于f θ透镜的后焦点处，记录介质也位于后焦点处。
专利摘要本实用新型系一种可用于二维扫描方式进行激光全息光刻的镜头，属光电技术领域；依次由光束预处理器、x-y扫描镜、柱面镜、f-θ透镜、分光镜、全反镜组成；其主要特征是光束预处理器与x-y扫描镜之后的柱面镜相匹配，用于改变光束中能量的径向分布，x-y扫描镜中心分别位于由柱面镜和f-θ透镜组合而成的像散系统的各自前焦点处，分光镜紧挨f-θ透镜之后，全反镜使两光束相交于f-θ透镜的后焦点处，记录介质也位于后焦点处。与现有形式的全息光刻镜头相比，全息光刻速度和光能利用率均得到提高。
文档编号G03H1/04GK201698158SQ20092017074
公开日2011年1月5日 申请日期2009年8月19日 优先权日2009年8月19日
发明者易晗, 易联招 申请人:易联招